Taighde agus Feidhmiú Struchtúr Comhbhratála do Chompairtí High-Voltage i Stáisiúin Ionchais
Iarracht náisiúnta forbartha tosaíonn éileamh ar éifeachtúlacht níos airde i gcúrsaí tógála stáisiún ionchais, agus d'fhorbair sé teicneolaíocht stáisiún ionchais chunnaí. Le dearadh modúil, cruthaítear cablóireacht, coibhneas, agus cunnaíocht sa fheirme, ag iarraidh "bloic-tógála" amháin ar an suíomh. Mar shampla, 10kV seomra ionchais ardchunnaí: cuireann an feirme eochairriail agus an cabin in áit, agus tá an obair ar an suíomh teoranta don busbar agus an cabin. Céimeann líne isteach an tranafeirme trí ghorta bratacha, agus imearthaí trí scéalta cablacha faoi an cabin, ag gearrú an t-am tógála go mór agus ag laghdú ar chostais.
Úsáideann seomraí ionchais ardchunnaí traidisiúnta struchtúr creit-threiseach, ag iarraidh leagadh sraitheach ceimiceach a dhéanamh a bhfuil in am suas le 6 mí ón gcuid oibre tuaithe go dtí an t-suíomh. Tá costais ábhair agus oibre ard ag éileamh ar an gcostas iomlán. Tá struchtúr singil a bhfuil gan scuaineachas, geilleadh, nó rialú comhshaoil. Dóchúlaíonn teorainneacha airde éileamh ar sheomraí ionchais agus is féidir le haon ghéarchéim insuláide a chur ar bun dearmad electraíochta.
Chun na fadhbanna seo a réiteach, molann an páipéar seo struchtúr seomra ionchais ardchunnaí. Is féidir cunnaíocht agus coibhneas a dhéanamh sa fheirme chun aontú laistigh amháin a dhéanamh, leis an rialú comhshaoil agus monatóireacht eochairriail. Comhdhaitear as aonaid cabinet ionchais ard, aonaid scéalta cablacha, etc., optimíonn sé úsáid spáis agus éascóidh sé maointean eochairriail.
1.Prionsabail Teicniúla agus Fiontuithe Bunúsacha Modúil
1.1 Aonad Cabin Chunnaí
Mar aonad aontais íosta, cuireann sé eochairriail roghnaithe. Cuireann an fheirme switchgear agus paineil rialúcháin, coibhneas, agus cunnaíocht, ansin díolann sé do tháirgeadh. Sizítear chun a bheith cosúil le tráilí, aonaid modúla aontaithe ar an suíomh: splicing cabinets, nasc busbars agus busbars cumhachta, agus cabins a chur le chéile chun seomra ionchais ard a dhéanamh.
1.2 Aonaid Ionchais Ard & Scálta Cablacha
1.3 Aonad Cumarsáide & Paineil Rialúcháin
In ionad switchgear lárnach, cuireann paineil rialúcháin i bhfeidhm chun sonraí eochairriail phríomha a bhailiú, ag tarraingt ar an scáilt cablacha chuig an seomra rialúcháin do monatóireacht iargúil.
1.4 Aonaid le Doirse
Seochar an deireadh den seomra ionchais ard le doirse fáilteoireachta. Dúblach (Fig. 2) chun dust a chosc, úsáideann na doirse paineil GRP-polyurethane le borda stainnisín le haghaidh faobhrach.
1.5 Aonad Cabin Chunnaí: Struchtúr Greill agus Dearadh Iongairt
Consistíonn an aonad cabin chunnaí de greill, príomhpósta, agus ballaí. Tá an greill struchtúr greallach a chuirtear le chéile trí lóin H-sectioil trí loineáil groige, ag iontú an cabin féin agus an t-eochairriail inti (switchgear, paineil rialúcháin, etc.). Seo freisin an foindáil tiomsaithe do tháirgeadh eochairriail, le switchgear agus paineil a chuirtear go díreach air le haghaidh iontú stábhach.
1.6 Príomhpósta: Forbairt Meicniúil agus Tacaíocht Uachtarach
Tá príomhpósta suite ar an spáis splicing den aonad cabin, le 4 príomhpóst, 4 ar an gcomhshleamhnú agus 4 ar an gcúl den switchgear, i iomlán 8. Déantar iad as tubaí acras cathrach, atá lóinthe go díreach idir an greill talún agus an greill barr an cabin, agus forbairt trí brúcaí dhiagaí chun neart meicniúil a mhéadú. Tá siad ag forbrú rigidacht iomlán an seomra ionchais ard, agus tá tacaíocht shásúil á sholáthar ag na príomhpósta don seomra rialúcháin uachtarach, ag cinntiú an t-iompar iontú.
1.7 Córas Balla: Geilleadh, Éascú Uisce, agus Forbairt Struchtúrach
Tá na ballaí an cabin struchtúr compóiste dhúbailte (bhallá i bhfeidhm + ballá amuigh), conspóite as plaítí cómhlach snámha lán de geilleadh.
Cinnteann boltaí taobh istigh an pláití tar éis splicing, agus tá an dá thréimhse lóinthe leis an greill. Tá an nasc crisscross ag forbrú cumas balla cosúil go mór, ag cinntiú geilleadh agus stabilité struchtúrach chun neart externa a chosc.
1.8 Módúl Cosc Áinmhí Beaga
Inteigríonn slot cárta dorais (a chabhraíonn le baffle a chur chun áinmhí beaga a chosc nuair a osclaítear) agus pointí seasta balla/cúinne do gluaiseach, ag cruthú cosc dhúbailte ar áinmhí beaga.
1.9 Módúl Rialú Teocht & Measctha
Comhdhaitear leis an termostát uathoibríoch, teoir agus heatair tionscail (do stábhacht luatha), agus AC imdhearnach. Tá na sonraí real-time ag spreagadh an t-oibriú teoir/measctha chun codanna stábhacha a choinneáil.
1.10 Córas Imdhearnach Aeráide
Úsáideann aonad heatair tionscail imdhearnach + ductaí ar an mbarr. Titeann an aer fuar síos chun an talamh, ag cruthú convection chun a dhéanamh an teocht a roinnt go cothrom, ag cosc ar theocht áitiúil chun eochairriail a chosaint.
1.11 Módúl Róbóid Póilín
Trách ar chomhshleamhnú switchgear; róbóid (le détectóirí reatractable) a aontóidh trí rianú. Déanann siad 360° inspeicíodh (AI aitheantas, IR teocht, measctha áitiúil), ag seoladh sonraí real-time do diagnóis déantúsaí - in ionad inspeicíodh daonna.
1.12 Módúl Solais
Dúbailte: LED solais channel (do maointeoireacht) + solais éigeandála UPS-powered (cross-installed, le riaracha), mar chuid de chúnamh le linn meastar, ag cinntiú solais sábháilte.
1.13 Inléite/Asléite Aer
Inléite ar an mbarr + asléite ar an talamh cruthaíonn convection. Trunk-shaped (Fig. 5) le vents externe ag titim síos (pré-filtrés par des filets de sable), des conduits labyrinthiques (pour ralentir l'air, piéger les débris), et des filtres haute protection - équilibrant ventilation et contrôle de la poussière.
1.14 Dearadh Busbar Grúndúch
Tá an busbar grúndúch ring-shaped, déanta as flat steel galvanized hot-dip, laid openly along the walls of the high-voltage room. It connects primary equipment grounding, protective grounding, and maintenance grounding, with sufficient manual grounding terminals to meet "five-prevention" requirements and ensure safe maintenance grounding. Four soft copper wires 引出 (led out) from the busbar pass through the cabin floor to form reliable connections with the main grounding grid, establishing a global grounding system.
2 Analysis of Key Technologies
Prefabricated cabin-type high-voltage rooms achieve rapid substation construction, environmental optimization, and safe operation through three core technologies, supporting stable 10kV switchgear operation:
2.1 Intensive Layout of Cable Layer
During civil construction, only the high-voltage room foundation and cable layer are built, with prefabricated cabins directly assembled above the cable layer upon arrival. Dedicated staircases (bilaterally configured with FRP rain shelters) are added, with drainage wells at the bottom connecting to sumps for stormwater discharge. This meets fire evacuation standards and facilitates operator access to the cable layer.
2.2 Factory Prefabrication and Assembly
Prefabricated cabin units are configured and pre-assembled in the factory based on electrical equipment requirements, then disassembled for on-site rapid assembly. Factory installation avoids on-site quality issues from environmental or personnel factors, enabling "cabin-cabinet integrated" delivery to reduce construction workload, adapt to complex terrains, and offer significant time and cost advantages.
2.3 Space-Optimized Double-Layer Structure
A prefabricated control room can be built above the high-voltage room. The double-layer design transforms selected switchgear positions into secondary cable shafts, allowing cables to pass through to the upper control room, improving space utilization and reducing cable length. Square steel tube vertical struts with diagonal braces enhance mechanical strength, supporting both the double layer and inspection robot tracks for space reuse.
3 Technical Advantages
3.1 Multi-Functional Module Integration
Integration of anti-small-animal, temperature-humidity control, and patrol robot modules endows the high-voltage room with dust-proofing, thermal insulation, environmental regulation, and equipment monitoring capabilities, creating an "intelligent carrier" for power equipment.
3.2 Full Lifecycle Environmental Assurance
Automatic temperature-humidity control and decentralized air conditioning maintain stable cabin conditions, improving equipment reliability and operation comfort while preventing insulation aging and short-circuit risks from high temperatures.
4 Application Case
Under China Southern Power Grid’s 2018 New Technology Pilot Application Plan, Zhongshan Power Supply Bureau applied prefabricated technology in the 110kV Tongfu Substation, completing construction (including civil works, installation, and commissioning) within 6 months—solving traditional schedule issues. Construction material costs decreased by 25%. The 10kV prefabricated high-voltage room features a reliable structure, rational equipment layout, and perfect environmental systems, achieving organic integration of electrical equipment and cabins for long-term stable operation.
Post-operation, reduced equipment hazards, optimized environment, and improved power supply reliability cut emergency repair costs, ensured 10kV feeder load supply, and delivered significant economic and social benefits.
5 Conclusion
Aiming at traditional reinforced concrete high-voltage rooms’ "long construction period, poor environment, and weak intelligent O&M", this paper proposes a prefabricated cabin-type solution: factory debugging of cabin and equipment, followed by on-site "building block" assembly after disassembly transport. The snap-fit insulated cabin, shaft cable layout, and multi-module integration enable efficient construction and environmental optimization.
This structure supports full lifecycle equipment safety, simplifies O&M, and offers broad promotion value, providing an innovative path for smart substation construction.
